JPH0118692Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシヨベルローダその他の作業機の作業
具、例えばバケツトをその自重あるいはバケツト
にかかる外力によつて下降又は上昇させる機能を
含む液圧駆動制御装置に関する。

一般に液圧動力源に可変容量形ポンプを用いる
液圧駆動制御装置においては、ポンプ吐出量はア
クチユエータに圧液を供給制御する操作弁の操作
ストロークに応じて増減するように構成されてお
り、一般的にはパイロツト圧を前記操作弁及び可
変容量形ポンプの流量制御機構に同時に供給する
ことにより、可変容量形ポンプの吐出量を操作弁
の操作ストロークに応じて増減させるようにして
いる。

従来装置の一例を第１図について説明すると、
１は可変容量形ポンプ、２は可変容量形ポンプの
流量制御機構で、可変容量形ポンプのポンプ傾転
部に連結され且つ一端側の小径部３を液室４に、
他端側の大径部５を液室６に臨ませたサーボピス
トン７、このサーボピストン及びポンプ傾転部に
フイードバツクレバー８を介して連動するスリー
ブ９とこれに摺動自在に内装されたスプール１０
とを備えて液室６のポートを制御するパイロツト
操作のサーボ弁１１が配設されている。

１２は液圧シリンダ１３にポンプ吐出液を供給
制御する４位置のパイロツト操作弁、１４は定容
量形ポンプであるサーボポンプで、そのサーボ圧
はサーボピストン７の小径部３が臨む液室４を経
てサーボ弁１１の入口ポートに、また６ポート４
位置切換弁１５に二つの入口ポートに導いてい
る。

６ポート４位置切換弁１５はその切換位置に対
応する位置にパイロツト操作弁１２を切換える。
即ち、６ポート４位置切換弁１５を図示の如く位
置ｂにとると、サーボポンプ１４からのパイロツ
ト圧は通路１６からパイロツト操作弁１２のスプ
ール左端のパイロツトポート１７に導かれると共
に、スプール左端のパイロツトポート１８とスプ
ール右端のパイロツトポート１９がタンク２０に
連通するため、パイロツト操作弁１２は中立位置
Ｂをとる。６ポート４位置切換弁１５を位置ａに
とると、パイロツト圧は通路１６，２１からパイ
ロツトポート１７，１８に導かれると共に、パイ
ロツトポート１９がタンク２０に連通するため、
パイロツト操作弁１２は機能位置Ａをとる。６ポ
ート４位置切換弁１５を位置Ｃにとると、パイロ
ツト圧は通路２２，１６からパイロツトポート１
９，１７に導かれると共に、パイロツトポート１
８がタンク２０に連通するため、パイロツト操作
弁１２は機能位置Ｃをとる。６ポート４位置切換
弁１５を位置ｄにとると、パイロツト圧は通路２
２からパイロツトポート１９に導かれると共に、
パイロツトポート１７，１８がタンク２０に連通
するため、パイロツト操作弁１２は位置Ｄをと
る。

一方、流量制御機構２のサーボ弁１１には、通
路２２より分岐した通路２３と通路２１より分岐
した通路２４とを接続するシヤツトル弁２５から
のパイロツト圧がパイロツトポート２６に導かれ
ていて、サーボ弁１１の設定圧力を規制するばね
２７と対抗させている。パイロツトポート２６に
導かれたパイロツト圧がサーボ弁１１の設定圧力
より低いと、即ち、シヤツトル弁２５の両端にタ
ンク２０が導かれることになる６ポート４位置切
換弁１５が位置ｂのとき、サーボ弁１１はばね２
７により右位置をとり液室６をタンク２０に連通
するので、サーボピストン７は左行してポンプ傾
転角を減じポンプ吐出量は減少する。これに対
し、パイロツト圧がサーボ弁１１の設定圧力以上
であるとき、即ち、６ポート４位置切換弁１５が
位置ｂ以外の位置をとるとき、サーボ弁１１のス
プール１０はパイロツト圧によるスプール押付力
とばね２７の付勢力とが釣り合う位置まで右行
し、これに追従するスリーブ９の通孔が開口して
いる間液室６と４が連通し、サーボピストン７は
受圧面積差により右行してポンプ傾転角を増し、
スリープ９の通孔がスプール１０で閉塞される
と、サーボピストン７は右行を停止し、ポンプ傾
転角は一定となる。

即ち、流量制御機構２はパイロツト操作弁１２
が中立位置Ｂをとる以外はポンプ吐出量をパイロ
ツト圧に応じて増大させる。ところで、パイロツ
ト操作弁１２が位置Ｄ（以下フロート位置という）
をとると、液圧シリンダ１３の二つの出入ポート
２９，３０が連通してタンク２０に接続するか
ら、液圧シリンダ１３はそのピストンロツドに作
用する外力で伸縮することができる。従つて、例
えばシヨベルローダのバケツトがその自重で降下
するという機能が得られる。ところが、パイロツ
ト操作弁１２がフロート位置Ｄでは前述の如くポ
ンプ吐出量が増大するために、多量のポンプ作動
液が液圧シリンダ１３を駆動することなくタンク
１４に放出され、エネルギーロスが大きくなると
いう不都合がある。また、戻り通路を流れる多量
の作動液で通路抵抗が増すから、液圧シリンダ１
３の排出ポート側圧力が高くなり、液圧シリンダ
１３の作動抵抗が大きくなつて、シリンダ作動速
度が遅くなるという問題も生じる。

本考案は、前記の欠点を解消することを目的と
するものである。

この目的を達成するため、本考案に係る液圧駆
動装置においては、可変容量形ポンプとアクチユ
エータとの間に介装した４位置のパイロツト操作
弁をこれに設けた三つのパイロツトポートに接続
する通路、６ポート４位置切換弁を介してパイロ
ツト圧源とタンクに選択的に接続し、パイロツト
操作弁の二つの機能位置は２通路のパイロツト圧
と１通路のタンク圧により、中立位置及びフロー
ト位置は１通路のパイロツト圧と２通路のタンク
圧により切換えるようにすると共に、パイロツト
操作弁が中立位置のときタンク圧となる２通路を
シヤツトル弁を介して可変容量形ポンプの流量制
御機構に接続して、パイロツト操作弁が中立位置
をとる場合にのみポンプ傾転角を減じ他の位置で
はポンプ傾転角を増大するようにした液圧駆動制
御装置において、パイロツト操作弁が中立位置で
はタンク圧をフロート位置ではパイツト圧を導く
通路とシヤツトル弁との間に、パイロツト操作弁
中立時パイロツト圧となる通路にパイロツト通路
で接続したパイロツト切換弁を介装して、パイロ
ツト通路の圧力がパイロツト圧では通路とシヤツ
トル弁とを連通しタンク圧では連通を断つてシヤ
ツトル弁の通路側をタンクに接続するようにした
ことを特徴とする。

次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において、可変容量形ポンプ１は４位
置のパイロツト操作弁１２を介して液圧シリンダ
１３に接続され、４位置のパイロツト操作弁１２
はそのパイロツトポート１７，１８，１９が６ポ
ート４位置切換弁１５の切換操作によつてサーボ
ポンプ１４とタンク２０に選択的に接続されて、
６ポート４位置切換弁１５の切換位置に対応する
位置へ切換わるので、第１図に示す従来装置と同
じ構成である。また、可変容量形ポンプ１の流量
制御機構２も、第１図に示す従来装置と同じ構成
であつて、フイードバツクレバー８を介してポン
プ傾転部と連動するサーボピストン７及びサーボ
弁１１を備え、サーボ弁１１のパイロツトポート
２６は通路２８を介してシヤツトル弁２５に接続
し、シヤツトル弁２５の両端は４位置のパイロツ
ト操作弁１２のパイロツトポート１８，１９に通
路２３，２４を介して接続しており、サーボ弁１
１は、パイロツトポート２６にサーボ弁１４から
のパイロツト圧が導かれるとサーボポンプ１４と
常時連通している液室４からの液圧を液室６に導
き、また、タンク圧が導かれると液室６をタンク
２０に連通するので、これらの構成も第１図に示
す従来装置と同じである。

本実施例では、前記パイロツト操作弁１２のパ
イロツトポート１９に接続する通路２２とシヤツ
トル弁２５とをつなぐ通路２３に、パイロツト切
換弁３１を介装し、そのパイロツトポート３２は
通路３３を介して通路１６に連通することを特徴
としており、その他の構成では第１図に示すもの
と同じである。

本実施例においては、６ポート４位置切換弁１
５を位置ａにとると、サーボポンプ１４からのパ
イロツト圧は通路１６，２１からパイロツト操作
弁１２のパイロツトポート１７，１８に導かれる
と共に、パイロツトポート１９がタンク２０に連
通するため、パイロツト操作弁１２は機能位置Ａ
をとり、液圧シリンダ１３のポート２９をポンプ
１に、ポート３０をタンク２０に連通する。この
場合、パイロツト切換弁３１は通路１６，３３の
パイロツト圧によりばねに打ち勝つて位置Ａをと
るから、シヤツトル弁２５には通路２２，２３の
タンク圧と通路２１，２４のパイロツト圧とが作
用し、サーボ弁１１はパイロツトポート２６に導
かれた通路２１，２４のパイロツト圧によつて液
室６と４とを連通し、サーボピストン７は受圧面
積差により右行してポンプ傾転角を増す。６ポー
ト４位置切換弁１５を位置ｂにとると、パイロツ
ト圧は通路１６からパイロツト操作弁１２のパイ
ロツトポート１７に導かれると共に、パイロツト
ポート１８，１９がタンク２０に連通するため、
パイロツト操作弁１２は中立位置Ｂをとり、液圧
シリンダ１３のポート２９，３０をブロツクす
る。この場合もパイロツト切換弁３１は通路３３
のパイロツト圧によりばねに打ち勝つて位置Ａを
とるが、通路２３，２４共にタンク圧のため、サ
ーボ弁１１はばね２７により液室６をタンク２０
に連通し、サーボピストン７は左行してポンプ傾
転角を減じる。６ポート４位置切換弁１５を位置
Ｃにとると、パイロツト圧は通路２２，１６から
パイロツト操作弁１２のパイロツトポート１９，
１７に導かれると共に、パイロツトポート１８が
タンク２０に連通するため、パイロツト操作弁１
２は機能位置Ｃをとり、液圧シリンダ１３のポー
ト３０にポンプ作動液を供給し、ポート２９をタ
ンク２０に連通する。この場合、パイロツト切換
弁３１は通路１６，３３のパイロツト圧により位
置Ａをとり、シヤツトル弁２５は通路２２，２３
のパイロツト圧と通路２１，２４のタンク圧をう
け、サーボ弁１１のパイロツトポート２６にパイ
ロツト圧を導く。これによりサーボ弁１１は左位
置にとつて液室６と４を連通し、サーボピストン
７はポンプ傾転角を増大する方向に移動する。

次に、６ポート４位置切換弁１５を位置ｄにと
ると、パイロツト圧は通路２２からパイロツトポ
ート１９に導かれると共に、パイロツトポート１
７，１８がタンク２０に連通するため、パイロツ
ト操作弁１２はフロート位置Ｄをとり、液圧シリ
ンダ１３の両ポート２９，３０を連通してこれを
タンク２０に接続する。この場合、パイロツト切
換弁３１は通路１６，３３がタンク圧となるので
ばねにより位置Ｂをとり、通路２３をブロツクす
ると共にシヤツトル弁２５の通路２３側をタンク
２０に連通する。一方、通路２１，２４もタンク
２０に連通するから、パイロツトポート２６にタ
ンク圧が導かれる。このためサーボ弁１１はばね
２７により液室６をタンク２０に連通し、サーボ
ピストン７はポンプ傾転角を減じる。従つて、フ
ロート位置Ｄでは、ポンプ作動液は液圧シリンダ
１３を駆動することなくタンク２０へ戻るけれど
も、ポンプ吐出量が最少となるので、エネルギー
ロスが少ない。

尚、第１図及び第２図に示す流量制御機構２の
代りに第３図に示す流量制御機構４４を使用して
も前記同様の流量制御が得られる。即ち、シヤツ
トル弁２５から通路２８を経てシリンダのヘツド
室４７にパイロツト圧が導かれると、ピストンは
ばね４６を圧縮して傾転レバー４３を介してポン
プ傾転角を増し、逆にヘツド室４７がタンク圧に
なると、ピストンはばね４６の伸張によりポンプ
傾転角を減じる。従つて、第３図に示す流量制御
機構も第１図及び第２図に示す流量制御機構と同
様、パイロツト圧に応じたポンプ傾転角が得られ
る。尚、第３図に示す流量制御機構４４では、サ
ーボポンプ１４からのサーボ圧は不要である。

以上説明したように本考案によれば、可変容量
形ポンプとアクチユエータとの間に介装した４位
置のパイロツト操作弁を、これに設けた三つのパ
イロツトポートに接続する通路、６ポート４位置
切換弁を介してパイロツト圧源とタンクに選択的
に接続し、パイロツト操作弁の二つの機能位置は
２通路のパイロツト圧と１通路のタンク圧によ
り、中立位置及びフロート位置は１通路のパイロ
ツト圧と２通路のタンク圧により切換えるように
すると共に、パイロツト操作弁が中立位置のとき
タンク圧となる２通路をシヤツトル弁を介して可
変容量形ポンプの流量制御機構に接続して、パイ
ロツト操作弁が中立位置をとる場合にのみポンプ
傾転角を減じ他の位置ではポンプ傾転角を増大す
るようにした液圧駆動制御装置において、パイロ
ツト操作弁が中立位置ではタンク圧をフロート位
置ではパイロツト圧を導く通路とシヤツトル弁と
の間に、パイロツト操作弁中立時パイロツト圧と
なる通路にパイロツト通路で接続したパイロツト
切換弁を介装して、パイロツト通路の圧力がパイ
ロツト圧では通路とシヤツトル弁とを連通しタン
ク圧では連通を断つてシヤツトル弁の通路側をタ
ンクに接続するようにしているので、パイロツト
操作弁を中立位置にとる場合は勿論のこと、フロ
ート位置にとる場合においてもポンプ吐出流量が
最少となつて無効動力が小さくなり、省エネルギ
ーを図ることができる。又、パイロツト操作弁を
フロート位置にとるとき、戻り通路を通る流体流
量が最少となるので、通路抵抗による圧力降下が
小さく、それだけフロート位置でのアクチユエー
タ作動速度を速めることができる。従つて、フロ
ート位置を必要とする作業機に好適であり、しか
も既設のものにも簡単に適用できる優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の油圧回路図、第２図は本考
案の実施例の油圧回路図、第３図は本考案の実施
例に使用するいま一つの流量制御機構の説明図で
ある。 １……可変容量形ポンプ、２，４４……流量制
御機構、１２……パイロツト操作弁、１３……ア
クチユエータ、１５……６ポート４位置切換弁、
２５……シヤツトル弁、３１……パイロツト切換
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可変容量形ポンプ１とアクチユエータ１３との
   間に介装した４位置のパイロツト操作弁１２をこ
   れに設けた三つのパイロツトポート１７，１８，
   １９に接続する通路１６，２１，２２、６ポート
   ４位置切換弁１５を介してパイロツト圧源とタン
   クに選択的に接続し、パイロツト操作弁１２の二
   つの機能位置Ａ，Ｃは２通路２１，１６、１６，
   ２２のパイロツト圧と１通路２２，２１のタンク
   圧により、中立位置Ｂ及びフロート位置Ｄは１通
   路１６，２２のパイロツト圧と２通路２１，２
   ２、２１，１６のタンク圧により切換えるように
   すると共に、パイロツト操作弁１２が中立位置Ｂ
   のときタンク圧となる２通路２１，２２をシヤツ
   トル弁２５を介して可変容量形ポンプ１の流量制
   御機構２，４４に接続して、パイロツト操作弁１
   ２が中立位置Ｂをとる場合にのみポンプ傾転角を
   減じ他の位置ではポンプ傾転角を増大するように
   した液圧駆動制御装置において、パイロツト操作
   弁１２が中立位置Ｂではタンク圧をフロート位置
   Ｄではパイロツト圧を導く通路２２とシヤツトル
   弁２５との間に、パイロツト操作弁中立時パイロ
   ツト圧となる通路１６にパイロツト通路３３で接
   続したパイロツト切換弁３１を介装して、パイロ
   ツト通路３３の圧力がパイロツト圧では通路２２
   とシヤツトル弁２５とを連通しタンク圧では連通
   を断つてシヤツトル弁２５の通路２２側をタンク
   ２０に接続するようにしたことを特徴とする液圧
   駆動制御装置。